Overview
Cette leçon présente le principe de superposition quantique, en expliquant comment les états des particules diffèrent entre le monde macroscopique et le monde quantique.
Physique classique et mesure
- Les objets macroscopiques possèdent des grandeurs bien définies (masse, position, vitesse) mesurables à tout moment.
- La mesure d’une grandeur (ex : peser une pomme) ne change pas l’état de l’objet.
- À notre échelle, un objet a déjà une valeur définie avant la mesure.
Superposition quantique
- À l’échelle atomique, les particules n’ont pas d’état défini tant qu’on ne les mesure pas.
- Une particule peut être dans l’état A (position en A), B (position en B), ou dans un état superposé de A et B.
- Dans un état superposé, la particule n’est ni en A, ni en B, ni aux deux endroits à la fois.
- À l’échelle quantique, la notion de position perd son sens avant la mesure.
Effet de la mesure en mécanique quantique
- Observer une particule la fait changer d’état : la superposition s’effondre sur un état précis (A ou B).
- Le résultat de la mesure est aléatoire entre les états disponibles, mais les probabilités dépendent de la composition de la superposition.
- Si l’état A est plus présent dans la superposition, la particule a plus de chances d’être trouvée en A.
- Avant la mesure, il est impossible de prédire le résultat exact, mais la probabilité peut être calculée.
Probabilités et onde de probabilité
- Dans la nature, les états superposés impliquent souvent de nombreuses positions possibles.
- Les particules ont plus de chances d’être observées à une position prédominante dans leur superposition.
- La distribution de ces probabilités forme une courbe appelée onde de probabilité.
Dualité onde-corpuscule
- Les particules sont décrites par des ondes de probabilité avant observation, illustrant la dualité onde-corpuscule.
Key Terms & Definitions
- Superposition quantique — état où une particule existe simultanément dans plusieurs états possibles.
- Effondrement de la superposition — passage de l’état superposé à un état précis lors d’une mesure.
- Onde de probabilité — courbe représentant la probabilité de trouver une particule à chaque position.
- Dualité onde-corpuscule — propriété des particules quantiques d’être à la fois particule et onde.
Action Items / Next Steps
- Revoir la définition et les conséquences de la superposition quantique et de l’onde de probabilité.